JP2007074838A - 回転電機におけるステータの巻線端末処理構造及び処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステータの巻線端末処理を少ない工数で容易且つ確実に行え、製造コストの低減が可能であると共に、巻線端末処理の自動化にも適した回転電機におけるステータの巻線端末処理構造及び処理方法を提供する。
【解決手段】 放射状に配置された突極（２）を備えたステータコア（１）にステータカバー（３）を組付け、該ステータカバーを介して前記突極部分に巻線（４）を巻回したステータの前記巻線の端末処理構造において、前記ステータカバー（３）の外周部（５）に、前記巻線（４）の端末（４１）を保持する端末線保持部材（６）を設け、該端末線保持部材（６）に保持した前記端末線（４１）の先端部（４２）を前記ステータ端面に対して略垂直に突出させた。
【選択図】 図６

Description

本発明は、回転電機におけるステータの巻線端末処理構造及び処理方法に関する。

従来、回転電機におけるステータの巻線端末処理構造としては、図１０及び図１１に示すように、ステータコア８１の突極８２に巻回した巻線８３の端末線８４を、ステータカバー８５の外周上に立設した固定用ピン８６に２乃至３回絡げて固定した後に余剰部分を切断し、更に端末線８４と固定用ピン８６とを半田付け８７で接合しそれらの導通を得るようにしていた。そして、全ての端末線８４の処理を完了しステータ製造工程を終了した後、回転電機の組立工程において、回路基板９１の穴９２に前記固定用ピン８６を挿通した状態で回路基板９１をステータカバー８５の端部に固定し、更に回路基板９１と固定用ピン８６とを半田付け９３で接合するようにしていた。

このような従来のステータの巻線端末処理構造において、固定用ピン８６への端末線８４の絡げ作業は、手作業で行う場合と巻線機により自動で行う場合とがあるが、手作業の場合には全ての突極８２の処理を行うのに相当の手間と時間を要し製造上のネック工程となっていた。また、巻線機で絡げる場合にもマシンタイムの増加となることは勿論、巻線機の機構が複雑化する問題があった。

更に、ステータカバー８５に予め固定用ピン８６を挿入する工程やそのためのピン挿入機が必要である上、絡げた端末線８４を固定用ピン８６に半田付け８７する際の熱によりステータカバー８５が軟化し固定用ピン８６が倒れるという問題を生じた。そのため、ステータカバー８５には耐熱性の高い材料を使用する必要があり、製品コスト増加の要因となっていた。

実公平７−１３４０４号公報

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステータの巻線端末処理を少ない工数で容易且つ確実に行え、製造コストの低減が可能であると共に、巻線端末処理の自動化にも適した回転電機におけるステータの巻線端末処理構造及び処理方法を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するため、本発明は、放射状に配置された突極を備えたステータコアにステータカバーを組付け、該ステータカバーを介して前記突極部分に巻線を巻回したステータの前記巻線の端末処理構造において、前記ステータカバーの外周部に、前記巻線の端末を保持する端末線保持部材を設け、該端末線保持部材に保持した前記端末線の先端部を前記ステータ端面に対して略垂直に突出させた。

また、本発明において、前記端末線保持部材は、前記端末線を保持する保持溝と、前記保持部材の先端に前記保持溝の開口側に向けて傾斜した案内縁を備えた。更に、前記端末線保持部材を、前記ステータカバーの端面外周部の外側面に設けると共に、前記端末線を前記ステータの外側に引出すための案内溝を前記外周部に切欠して設け、該案内溝を通じて前記端末線が折曲されて前記端末線保持部材に案内されるようにした。そして、前記端末線の先端部を、前記ステータ端面に取付けた回路基板の穴または溝に挿通した状態で、前記回路基板に半田付けした。

そして、本発明は、放射状に配置された突極を備えたステータコアにステータカバーを組付け、該ステータカバーを介して前記突極部分に巻線を巻回したステータにおいて、前記巻線の端末をステータカバー端面外周部の案内溝を通じて外側に引出し、前記引出した端末線をステータカバー端面外周部に添わせ、前記ステータカバー外周部に設けた端末線保持部材の下側に案内し、前記端末線を引き上げて端末線保持部材に保持させると共に該端末線保持部材から略垂直に突出させる巻線端末処理方法を採用した。

上述の如く、本発明に係る回転電機におけるステータの巻線端末処理構造は、放射状に配置された突極を備えたステータコアにステータカバーを組付け、該ステータカバーを介して前記突極部分に巻線を巻回したステータの前記巻線の端末処理構造において、前記ステータカバーの端面外周部に、前記巻線の端末を保持する端末線保持部材を設け、該端末線保持部材に保持した前記端末線の先端部を前記ステータ端面に対して略垂直に突出させたので、前記端末線の先端部を直接回路基板に半田付けでき、従来の固定用ピンを廃止することにより、ピン挿入機や、ピンと巻線端末線の接続装置が不要になり、それらに要する設備費を削減できると共に、ピン挿入作業、巻線端末線のピンへの絡げ作業、ピンと巻線端末線の接続作業等、手間を要する作業が無くなるため、それらに要する人件費を削減できる。

また、前記端末線保持部材は、前記端末線を保持する保持溝と、前記保持部材の先端に前記保持溝の開口側に向けて傾斜した案内縁を備えたので、端末線保持部材に案内した端末線を案内縁で捕捉し保持溝に容易且つ確実に保持させることができる。手作業による端末処理は勿論、巻線端末処理の自動化にも最適である。

更に、前記端末線保持部材を、前記ステータカバーの端面外周部の外側面に設けると共に、前記端末線を前記ステータの外側に引出すための案内溝を前記外周部に切欠して設け、該案内溝を通じて前記端末線が折曲されて前記端末線保持部材に案内されるようにしたので、端末線保持部材に保持された端末線が折曲されることで緩みを生じることなく確実に固定できると共に、案内溝から引出した巻線をステータカバーの前記外側面に沿って他の案内溝まで引回す渡り線処理と端末線処理とを同様に行うことができる。

また、前記端末線の先端部を、前記ステータ端面に取付けた回路基板の穴または溝に挿通した状態で、前記回路基板に半田付けしたので、従来の固定用ピンの場合のようにピンと巻線端末線の導通をとる必要が無く、回路構成上有利であると共に、回路基板とステータカバーの端面との間に不定形な端末線の絡げ部分が存在せず、ステータと回路基板とを簡潔な構造で確実に固定できる。

更に、放射状に配置された突極を備えたステータコアにステータカバーを組付け、該ステータカバーを介して前記突極部分に巻線を巻回したステータにおいて、前記巻線の端末をステータカバー端面外周部の案内溝を通じて外側に引出し、前記引出した端末線をステータカバー端面外周部に添わせ、前記ステータカバー外周部に設けた端末線保持部材の下側に案内し、前記端末線を引き上げて端末線保持部材に保持させると共に該端末線保持部材から略垂直に突出させる巻線端末処理方法を採用したので、ステータへの巻線の形成から、巻線端末処理を連続して行うことができ、巻線端末処理の自動化に最適である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る巻線端末処理構造を採用したブラシレスモータのステータを示す平面図であり、図２はそのＸ方向部分側面図、図３はそのＹ−Ｙ断面図である。図において、ステータは、内周に沿って等角度ピッチで配置され、且つ、内側に向かって放射状に配置された多数の突極２（図示例は１２個）を備えたステータコア１を、絶縁材からなるステータカバー３で包覆し、各突極２に巻線４を所定回数、所定方向に巻回してなるものである。ステータカバー３の端面外周部には突縁５を周設し、該突縁５の外側面５１には各突極２に対応して端末線保持部材６を突設すると共に、突縁５を切欠して案内溝７を設けている。

端末線保持部材６は、図４に示すように、端末線保持部材６を上下方向に貫通する保持溝６１を形成すると共に、該保持溝６１の開口側（図中右側）には、端末線保持部材６の先端側から保持溝６１の狭窄した開口部６３に向かい滑らかに傾斜した案内縁６２を形成し、該案内縁６２により端末線４１を捕捉して開口部６３に導き、保持溝６１に保持させることができる。尚、端末線保持部材６は、図３に示すように、外側面５１の上端部に設けられ、その下側には端末線保持部材６に端末線４１を導入したり、後述する渡り線４３を引回したりするための空間が形成されている。また、案内溝７は各端末線保持部材６の中間、即ち、各突極２の間に形成されている各スロット８に対応して配置されている。尚、案内溝７の最深部は端末線保持部材６の下面以下に達することが好ましい。

次に、上記実施の形態に基づき、巻線４の端末線４１の処理方法について、図５及び図６を参照しながら説明する。

各突極２に対する巻線４の巻付けは図示しない巻線機により行われる。この巻線機は、ステータの軸線方向に往復動できるスピンドルシャフトの先端部に電線を繰出す巻線ノズル９を備え、該巻線ノズル９をステータコア１のスロット８内に挿通させ、突極２に沿って上下に往復動させると共にその各行程端においてステータ（ステータを固定するテーブル、またはスピンドルシャフト）を前記軸線回りに所定角度回動させることにより、ステータコア１の突極２に巻線４を巻回するようになっている。

そして、突極２の巻線４を巻終えた後、図６に矢印ａで示されるように巻線ノズル９をステータコア１の径方向外方に移動させ、巻線４の端末線４１を、案内溝７を通じて外側に引出す（第１の操作）。次いで、図６に矢印ｂで示されるように巻線ノズル９とステータコア１との相対的な回動により、巻線ノズル９を隣接する案内溝７の位置まで移動させ、更に、図６に矢印ｃで示されるように巻線ノズル９をステータコア１の径方向内方に移動させて、引出した端末線４１をステータカバー３の突縁外側面５１に添わせ、端末線保持部材６の下側に案内する（第２の操作）。

この状態から、図６に矢印ｄで示されるように巻線ノズル９を上昇させ、端末線４１を端末線保持部材６の保持溝６１に保持させると共に、図６に矢印ｅで示されるように巻線ノズル９を端末線保持部材６の真上に移動させ、端末線４１の先端部４２を端末線保持部材６から垂直に立ち上げる（第３の操作）。尚、上記第１〜第３の操作は並行して行うことを妨げない。そして立ち上げた端末線４１の先端部４２を図示しないカッターにより所定長に切断する（第４の操作）。

以上の操作を通じて処理した端末線４１の先端部４２は、端末線保持部材６による所定位置で位置決めされた状態で保持され、且つ、端末線４１自体の保形性により、ステータコア１の端面に対して垂直上方に突出しているので、図１１に示した従来の固定ピン８６のように取り扱うことができる。即ち、各端末線４１の先端部４２を、図２に示すように回路基板１０の穴１１に挿通し、直ちに半田付けで接合することができる。これにより、固定用ピン８６の挿入工程や該固定ピン８６への巻線の絡げ作業、固定ピン８６と巻線８４との半田付け８７の工程が不要となる。しかも、上記各操作は巻線機における巻線ノズル９の既存の動作を応用することで実現でき、設備コストへの影響も小さい。

また、端末線４１が案内溝７で案内されて端末線保持部材６に導入されるため、端末線４１の経路が安定し、端末線保持部材６への導入エラーを防止できると共に、端末線４１が案内溝７と端末線保持部材６とで折曲されて保持されることで、端末線４１を、緩みを生じることなく確実に固定できる。これにより、端末線保持部材６には強力な保持力が不要となり、その分、保持溝６１や案内縁６２に寸法的な余裕が生まれ、端末線保持部材６への導入が一層容易になる。

巻線機による突極２への巻線処理は、通常、同相の突極２を連続して巻回する。その場合は、ある突極２の巻線処理を終了した後、前記第１、第２の操作と同様に案内溝７を通じて巻線４をステータコア１の外部に引出し、図２に４３で示すように、突縁５の外側面５１に沿って他の突極２に隣接した案内溝７まで引回し、該案内溝７からステータコア１の内側に引き込んで突極２に巻回する。このように、渡り線４３の処理を端末線４１の処理と同様の操作で行うことができる。

また、巻線機により最初に突極２に巻線処理を行う際には、巻線４の始端部をステータコア１の外部において図示しない把持部材で把持しておき、この状態から巻線ノズル９をステータコア１の径方向内方に移動させ、前記巻線４を、案内溝７を通じてステータコア１の内側に引き込み、突極２への巻回を開始する。そして、巻線処理を終了した後、前記把持した巻線４の始端部を、端末線４１（終端部）と同様に案内溝７で折曲し端末線保持部材６に保持する処理を行えばよい。

尚、以上の説明では、巻線端末処理を巻線機により自動で行う場合について示したが、各突極２への巻線４のみを巻線機で行った後、上記操作に準じて手作業で端末線４１の処理を行うこともできる。その場合、端末線４１を手で把持して案内溝７から引き出し、端末線保持部材６に保持させて垂直に立ち上げればよいので、極めて短時間に確実処理を行える。

次に、上記実施形態においては、端末線保持部材６に１つの保持溝６１を備えた場合について述べたが、本発明にはこれ以外にも種々の実施形態が存在する。図７は、本発明の第２実施形態の端末線保持部材２６を示すものであり、図において、端末線保持部材２６は、互いに異なる方向に開口部を配向した３つの保持溝２６１，２６３，２６５を備え、それぞれに端末線４１を圧入するための案内縁２６２，２６４，２６６を形成している。このうち、右側の保持溝２６１は前記端末線保持部材６の保持溝６１と同方向に配向されているのに対し、左側の保持溝２６３は前記保持溝２６１と反対方向に配向され、反対側から端末線４１を導入し保持させることができる。また、中央の保持溝２６５は、ステータの径方向外方に配向され、外方から端末線４１を導入し保持させることができる。このように、一つの端末線保持部材２６において、互いに異なる複数の方向から端末線４１を導入し保持させることができる。

また、図８は、本発明の第３実施形態の端末線保持部材３６を示すものである。図において、端末線保持部材３６は、前記同様に互いに異なる方向に開口部を配向した３つの保持溝３６１，３６３，３６５を備え、それぞれ端末線４１を圧入するための案内縁３６２，３６４，３６６を形成しているが、３つの保持溝３６１，３６３，３６５はそれぞれ大きさが異なり、一つの端末線保持部材３６において異なる線径の端末線に対応可能である。

更に、図９は、本発明の第４実施形態の端末線保持部材４６を示すものであり、この端末線保持部材４６は、保持溝を設ける代わりに、保持孔４６１を穿設している。この場合には、保持孔４６１に端末線４１を挿通しそのまま保持させるか、保持孔４６１に緩挿した端末線４１を接着等により固定する。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

本発明の第１実施形態に係る巻線端末処理構造を実施したステータを示す一部省略した平面図である。 図１のＸ方向矢視図である。 図２のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の第１実施形態に係る端末線保持部材を示す要部平面図である。 本発明の第１実施形態に係る巻線端末処理過程を示すステータの要部斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る巻線端末処理過程及び処理構造を示すステータの要部斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る端末線保持部材を示す要部平面図である。 本発明の第３実施形態に係る端末線保持部材を示す要部平面図である。 本発明の第４実施形態に係る端末線保持部材を示す要部平面図である。 従来の巻線端末処理構造を示すステータの一部省略した平面図である。 従来の巻線端末処理構造を示すステータの一部切除した要部側面図である。

符号の説明

１ ステータコア
２ 突極
３ ステータカバー
４ 巻線
４１ 端末線
４２ 先端部
４３ 渡り線
５ 突縁
５１ 外側面
６，２６，３６，４６ 端末線保持部材
６１，２６１，２６３，２６５，３６１，３６３，３６５ 保持溝
６２，２６２，２６４，２６６，３６２，３６４，３６６ 案内縁
６３ 開口部
７ 案内溝
８ スロット
９ 巻線ノズル
１０ 回路基板
１１ 穴
４６１ 保持孔

Claims (5)

1. 放射状に配置された突極を備えたステータコアにステータカバーを組付け、該ステータカバーを介して前記突極部分に巻線を巻回したステータの前記巻線の端末処理構造において、前記ステータカバーの外周部に、前記巻線の端末を保持する端末線保持部材を設け、該端末線保持部材に保持した前記端末線の先端部を前記ステータ端面に対して略垂直に突出させたことを特徴とする回転電機におけるステータの巻線端末処理構造。
2. 前記端末線保持部材は、前記端末線を保持する保持溝と、前記保持部材の先端に前記保持溝の開口側に向けて傾斜した案内縁を備えた請求項１記載の回転電機におけるステータの巻線端末処理構造。
3. 前記端末線保持部材を、前記ステータカバーの端面外周部の外側面に設けると共に、前記端末線を前記ステータの外側に引出すための案内溝を前記外周部に切欠して設け、該案内溝を通じて前記端末線が折曲されて前記端末線保持部材に案内されるようにした請求項２記載の回転電機におけるステータの巻線端末処理構造。
4. 前記端末線の先端部を、前記ステータ端面に取付けた回路基板の穴または溝に挿通した状態で、前記回路基板に半田付けしたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の回転電機におけるステータの巻線端末処理構造。
5. 放射状に配置された突極を備えたステータコアにステータカバーを組付け、該ステータカバーを介して前記突極部分に巻線を巻回したステータにおいて、前記巻線の端末をステータカバー外周部の案内溝を通じて外側に引出し、前記引出した端末線をステータカバー端面外周部に添わせ、前記ステータカバー端面外周部に設けた端末線保持部材の下側に案内し、前記端末線を引き上げて端末線保持部材に保持させると共に該端末線保持部材から略垂直に突出させることを特徴とする回転電機におけるステータの巻線端末処理方法。

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